B7 familyを標的にした膠芽腫の癌幹細胞に対する新規治療法の開発

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K19983
• Research Institution: Kansai Medical University
• Principal Investigator: 岩田 亮一 関西医科大学, 医学部, 助教 (60580446)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 膠芽腫 / 癌幹細胞 / 免疫治療

Outline of Annual Research Achievements

当院倫理委員会承認のもと、ヒト膠芽腫組織からneurosphere assayにて癌幹細胞を樹立した。まず癌幹細胞においてもMHC-classⅠの発現を認めており、癌幹細胞はT細胞に認識されるうることが判明した。続いて、癌幹細胞におけるB7 family分子の発現について、遺伝子レベル・蛋白レベルでの解析を行った。その結果、PDL-1とICOS リガンドが、Mesenchymal typeの癌幹細胞でのみ発現していることが判明した。ヒト膠芽腫組織でのICOSリガンド発現は、生命予後不良と関連していた。ヒト膠芽腫組織でのICOSリガンド発現は、CD44高発現と正の相関、OLIG2高発現と負の相関を認めた。より悪性度の高いMesenchymal typeでICOSリガンドが発現していることは、治療抵抗性の原因に寄与している可能性が示唆される。Proneural typeの癌幹細胞は、ICOSリガンドを発現していないが、TNF-alphaを付加することにより、NF-KBが活性化し、ICOSリガンドの発現を認めるようになった。グリオーマの癌幹細胞で発現するICOSリガンドの機能解析を行うためにリンパ球と癌幹細胞との共培養を行った。その結果、ICOSリガンドは、IL-10産生T細胞の増幅に関連していることが判明した。IL-10は、抑制性サイトカインとして、免疫機能を抑制するため、腫瘍の免疫逃避機構のひとつと考えられる。In vitroの系で、ICOS-Fcキメラ分子を用いた競合的阻害により、リンパ球によるIL-10産生は抑制された。これはICOSリガンドが、膠芽腫に対する新規免疫治療につながる可能性を示唆している。今後、ICOSリガンドを標的として、脳腫瘍マウスモデルでの治療効果を検証する予定である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

癌幹細胞でのB7 familyの発現を解析し、in vitroでの機能解析を予定通り、遂行できた。

Strategy for Future Research Activity

当初の予定通り、グリオーマ癌幹細胞が発現するB7 familyの役割をin vivoで検証する（動物実験倫理委員会承認番号：1401）。
平成27年度の研究で癌幹細胞は、ICOSLGを発現し、IL-10産生の制御性T細胞を増幅させることを見出した。遺伝子組み換え実験承認（承認番号：関医遺組第27-015号）の下、マウス癌幹細胞で発現するICOSLGをノックダウンし、免疫能が正常であるBL6のマウス脳内に移植を行う。解析項目は、生存率への影響、浸潤リンパ球の評価を行う予定である。また、ICOSLGに結合し、カウンターシグナルを誘導するICOS-Fcを投与し、癌幹細胞自身に与える影響についても検証する。ヒト癌幹細胞を免疫不全ヌードマウスに移植し、移植後7日目より、ICOS-Fcを腹腔内に投与する。解析項目は、生存率、腫瘍細胞の大きさ、浸潤能を評価する。

Causes of Carryover

培養室の感染により、計画通りに実験が遂行できなかった。

Expenditure Plan for Carryover Budget

培養関連資材を次年度に購入する予定とした。

Research Products

• [Journal Article] Serine/Threonine Kinase MLK4 Determines Mesenchymal Identity in Glioma Stem Cells in an NF-κB-dependent Manner. (2016)
  • Author(s): Kim SH, Ezhilarasan R, Phillips E, Gallego-Perez D, Sparks A, Taylor D, Ladner K, Furuta T, Sabit H, Chhipa R, Cho JH, Mohyeldin A, Beck S, Kurozumi K, Kuroiwa T, Iwata R, Asai A, Kim J, Sulman EP, Cheng SY, Lee LJ, Nakada M, Guttridge D, DasGupta B, Goidts V, Bhat KP, Nakano I.
  • Journal Title: Cancer Cell Volume: 29 Pages: 201-13
  • DOI: http://doi.org/10.1016/j.ccell.2016.01.005
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] MESENCHYMAL TYPE GLIOMA STEM CELL EXPRESS ICOS LIGAND AND UPREGULATE ICOS+IL-10+ T CELLS (2015)
  • Author(s): Ryoichi Iwata, Tomoki Ito, Muneo Inaba, Taro Koike, Hideyuki Oshige, Kunikazu Yoshimura, Masahiro Nonaka, Hisao Yamada, Shosaku Nomura, Umberrto Dianzani, Ichiro Nakano, Akio Asai
  • Journal Title: Neuro-Oncology Volume: 17 Pages: 113,123
  • DOI: 10.1093/neuonc/nov217.16
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] グリオーマ癌幹細胞で発現するICOSリガンドを介した免疫制御機構の新展開 (2015)
  • Author(s): 岩田亮一, 伊藤量基, 稲葉宗夫, 小池太郎, 二宮英樹, 李一, 染野裕美子, 亀井孝昌, 武田純一, 大石哲也, 大重英行, 吉村晋一, 埜中正博, 山田久夫, 野村昌作, 中野伊知郎, 淺井昭雄
  • Organizer: 第33回日本脳腫瘍学会学術集会
  • Place of Presentation: 京都府京都市左京区宝ヶ池グランドプリンスホテル京都
  • Year and Date: 2015-12-06 – 2015-12-08
• [Presentation] Mesenchymal type Glioma Stem Cell express ICOS Ligand and upregulate Tr1 cells (2015)
  • Author(s): Iwata R, Ito T, Inaba M, Koike T, Oshige H, Yoshimura K, Nonaka M, Yamada H, Nomura S, Dianzani U, Nakano I, Asai A
  • Organizer: the 20th Annual Scientific Meeting and Education Day of the Society for Neuro-Onclology
  • Place of Presentation: San Antonio,Texas, USA San Antonio Marriott Rivercenter
  • Year and Date: 2015-11-19 – 2015-11-22
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Mesenchymal type Glioma Stem Cell express ICOS Ligand and upregulate ICOS+IL-10+Tcells (2015)
  • Author(s): 岩田亮一, 伊藤量基, 稲葉宗夫, 小池太郎, 大重英行, 吉村晋一, 埜中正博, 山田久夫, 野村昌作, 中野伊知郎, 淺井昭雄
  • Organizer: 第56回日本組織細胞化学会総会・学術集会
  • Place of Presentation: 大阪府枚方市新町関西医科大学枚方新キャンパス
  • Year and Date: 2015-10-03 – 2015-10-04
• [Presentation] Therapeutical dose of Temozolomide inhibit IL-10 production by dendritic cells and enhance the CTL response (2015)
  • Author(s): Ryoichi Iwata, Tomoki Ito, Muneo Inaba, Noriko Katashiba, Kayoko Kibata, Akihiro Tanaka, Phan Thi Xuan Vien, Hideyuki Oshige, Kunikazu Yoshimura, Takehiro Suyama, Masahiro Nonaka, Shosaku Nomura, Akio Asai
  • Organizer: ASNO 2015 12th Meeting of the Asian Society for Neuro-Onclology
  • Place of Presentation: Pasay City Manila, Philippines Sofitel Philippine Plaza Hotel
  • Year and Date: 2015-09-17 – 2015-09-20
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Mesenchymal typeのグリーマ癌幹細胞で発現するICOSリガンドは、IL-10産生T細胞を誘導する (2015)
  • Author(s): 岩田亮一, 伊藤量基, 稲葉宗夫, 小池太郎, 大重英行, 吉村晋一, 埜中正博, 山田久夫, 野村昌作, 中野伊知郎, 淺井昭雄
  • Organizer: 第25回日本サイトメトリー学会学術集会
  • Place of Presentation: 東京都千代田区神田駿河台ソラシティカンファレンスセンター
  • Year and Date: 2015-07-11 – 2015-07-12
• [Presentation] 悪性神経膠腫におけるICOSリガンドを介した腫瘍免疫抑制機序について (2015)
  • Author(s): 岩田亮一, 伊藤量基, 小池太郎, 大重英行, 吉村晋一, 埜中正博, 山田久夫, 野村昌作, 中野伊知郎, 淺井昭雄
  • Organizer: 第33回日本脳腫瘍病理学会
  • Place of Presentation: 香川県高松市浜ノ町JRホテルクレメント高松
  • Year and Date: 2015-05-29 – 2015-05-30
• [Book] 中枢神経系感染症、脳神経外科救急ハンドブック 日本脳神経外科救急学会編 改訂第2版 (2015)
  • Author(s): 岩田亮一, 淺井昭雄
  • Total Pages: 400
  • Publisher: メディカ出版